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垫圈、金属垫圈与橡胶垫圈的区别：功能、材质与应用场景全解析
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垫圈、金属垫圈与橡胶垫圈的区别：功能、材质与应用场景全解析

垫圈、金属垫圈与橡胶垫圈的基本概念

垫圈是一种常见的机械连接辅助元件，主要用于防止螺栓或螺母在紧固过程中损坏被连接件表面，同时起到密封、减震和防松的作用。根据材质不同，垫圈主要分为金属垫圈和橡胶垫圈两大类。

1. 垫圈的通用功能

  • 保护接触面：避免螺栓头或螺母直接压入工件，造成划伤或变形。
  • 均匀分布压力：通过增大受力面积，减少局部应力集中。
  • 防松与密封：部分垫圈具备防松（如弹簧垫圈）或密封（如橡胶垫圈）功能。

2. 金属垫圈的特点与应用

金属垫圈通常由钢、不锈钢、铜或铝等金属材料制成，具有高硬度、耐高温和良好的机械强度。

  • 常见类型：平垫圈、弹簧垫圈、锁紧垫圈、齿形垫圈。
  • 适用场景：适用于高温、高压环境，如发动机部件、管道法兰连接、重型机械设备。
  • 优势：耐久性强、可重复使用、抗腐蚀性好（尤其不锈钢）。
  • 局限性：缺乏弹性，无法提供良好密封性；易产生噪音或磨损金属表面。

3. 橡胶垫圈的特点与应用

橡胶垫圈由天然橡胶、合成橡胶（如NBR、EPDM）或硅胶等弹性材料制成，具有优异的弹性和密封性能。

  • 常见类型：O型圈、方形圈、星形垫圈、压缩垫片。
  • 适用场景：广泛用于液压系统、水阀、汽车油封、真空设备、食品机械等需要密封的场合。
  • 优势：出色的密封性、减震缓冲、耐油耐温（视具体材质而定）、安装简便。
  • 局限性：不耐高温（一般低于200℃），易老化、受化学介质侵蚀。

三者的核心区别总结

对比项 垫圈（通用） 金属垫圈 橡胶垫圈
主要材质 多种（金属、塑料、橡胶） 钢、不锈钢、铜等 橡胶、硅胶、EPDM等
主要功能 保护、承压、防松 承压、防松、高强度 密封、减震、弹性缓冲
耐温范围 中等 高（可达600℃以上） 较低（一般-40℃~150℃）
密封性能 差 差 优
弹性与缓冲 有限 无 强

如何正确选择垫圈？

选择垫圈应综合考虑以下因素：

  • 工作环境温度：高温选金属垫圈，低温或需柔韧性的选橡胶垫圈。
  • 介质类型：接触油、水、酸碱时，需选择耐介质的橡胶材质。
  • 是否需要密封：有泄漏风险时，优先选用橡胶或专用密封垫圈。
  • 振动与冲击：频繁震动环境下，建议搭配弹簧垫圈或橡胶垫圈以增强防松效果。
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